腦功能成像對(duì)早期帕金森病感覺功能損害和感覺-運(yùn)動(dòng)整合缺陷的神經(jīng)機(jī)制研究.pdf

1、研究背景及目的： 帕金森病(PD)患者存在著不同程度的感覺加工障礙以及感覺-運(yùn)動(dòng)整合的缺陷，這些缺陷體現(xiàn)在PD的早、中和晚期，有人認(rèn)為其發(fā)生機(jī)制與認(rèn)知和行為在較高層次上的連接不協(xié)調(diào)有關(guān)。大量的研究表明，運(yùn)動(dòng)的精確性依賴于本體感受器的有效傳輸與編碼，而PD患者的運(yùn)動(dòng)障礙被歸結(jié)為從基底節(jié)到運(yùn)動(dòng)皮層的功能不全、外周感受輸入的異?；蛩鼈?cè)谥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)的異常處理干擾了運(yùn)動(dòng)程序的輸出，其病理生理學(xué)基礎(chǔ)則被認(rèn)為是皮層-紋狀體環(huán)路在某種程度上的

2、中斷或額葉多巴胺的缺乏。感覺-運(yùn)動(dòng)整合即正確地利用感覺信息來協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行的過程。PD作為最常見的運(yùn)動(dòng)障礙疾病，一個(gè)重要癥狀即是在很大程度上依賴外部的感覺信息來輔助他們的運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行過程。例如，當(dāng)PD運(yùn)動(dòng)遲緩者在執(zhí)行一系列的運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，需不斷地依靠外部的視覺、聽覺或其它線索，試圖改善和提高其運(yùn)動(dòng)效率。因此，在PD患者的癥狀中，感覺-運(yùn)動(dòng)整合障礙可能扮演著重要角色。除此之外，一些研究者認(rèn)為感覺，運(yùn)動(dòng)整合的發(fā)生是在皮層-皮層下-皮層環(huán)路

3、中進(jìn)行的，包括基底節(jié)、運(yùn)動(dòng)前區(qū)和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)。軀體感覺誘發(fā)電位(SEPs)試驗(yàn)顯示出早期PD患者的額葉對(duì)感覺刺激的反應(yīng)性顯著降低。迄今為止，正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和功能磁共振成像(fMRI)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于PD的研究。上述研究通過完成相關(guān)的任務(wù)或觀察靜息狀態(tài)下的大腦的激活狀況，來探索PD的病理生理學(xué)和腦功能的變化。這些研究發(fā)現(xiàn)，在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，相對(duì)于正常人，PD患者的輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)通常激活減弱，而頂葉皮層存在著過度激活現(xiàn)象。此

4、外，大量的證據(jù)也顯示出PD患者的認(rèn)知和行為能力的缺陷。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，他們的認(rèn)知和行為受損可能與多個(gè)系統(tǒng)的功能降低有關(guān)。 研究腦的運(yùn)動(dòng)功能的一個(gè)首要問題是人腦如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)計(jì)劃和感覺反饋。之前的研究已顯示出不同的感覺體系處理運(yùn)動(dòng)計(jì)劃是分開進(jìn)行的，例如：觸覺、視覺和聽覺。為了恰當(dāng)?shù)販?zhǔn)備和精確地完成一個(gè)動(dòng)作，上述多個(gè)感覺體系必須在某種程度上進(jìn)行信息整合，用以指導(dǎo)和完成運(yùn)動(dòng)。對(duì)于PD患者而言，在此感覺-運(yùn)動(dòng)整合過程中可能存在缺陷，解剖學(xué)定位

5、也許在前額葉。感覺-運(yùn)動(dòng)整合究竟涉及那些腦區(qū)？在這些腦區(qū)中正常人和PD患者是否有不同的激活模式？目前國(guó)內(nèi)外均無此相關(guān)研究。因此，我們采用了一個(gè)多任務(wù)設(shè)計(jì)的腦功能磁共振成像技術(shù)來探究以上問題。 材料和方法： 21名早期PD患者，右利手，其中女11名，男10名，年齡范圍43～81歲(平均年齡60.43±9.65歲)；實(shí)驗(yàn)前均停止服用治療帕金森病相關(guān)藥物15小時(shí)以上。實(shí)驗(yàn)前，進(jìn)行統(tǒng)一帕金森病等級(jí)評(píng)定量表，HoehnandYah

6、r殘疾量表和簡(jiǎn)易精神量表測(cè)試。健康對(duì)照組為22名神經(jīng)學(xué)檢查正常的右利手者，其中女11名，男11名，年齡范圍42～75歲(平均年齡59.23±11.12歲)。任務(wù)編碼采用組塊設(shè)計(jì)，包括被動(dòng)觸覺刺激、簡(jiǎn)單右手運(yùn)動(dòng)任務(wù)和感覺-運(yùn)動(dòng)整合任務(wù)。圖像采集包括高分辨三維容積解剖T1加權(quán)像和血氧水平依賴(BOLD)平面回波T2加權(quán)像。fMRI數(shù)據(jù)分析采用SPM2軟件，進(jìn)行第一和第二水平的數(shù)據(jù)分析。在第一水平數(shù)據(jù)分析中，采用一般線性模型(generall

7、inearmodel，GLM)得到每個(gè)被試各條件下的平均參數(shù)激活圖，然后將得到的對(duì)比數(shù)據(jù)用來進(jìn)行第二水平的隨機(jī)效應(yīng)分析(randomeffectsanalyses)。在組內(nèi)分析中，采用單樣本t-檢驗(yàn)來判定每個(gè)任務(wù)的激活腦區(qū)(P<0.001，非校正)，每個(gè)簇聚塊取≥20個(gè)體素。在組間分析中，采用兩樣本t-檢驗(yàn)來判定兩組被試在每個(gè)條件下的不同激活區(qū)(P<0.01，非校正)。不同條件下的腦激活區(qū)分別疊加在MNI(蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所)模板上

8、，并通過Talairach空間轉(zhuǎn)換得到精確坐標(biāo)定位。 結(jié)果： 執(zhí)行單純感覺任務(wù)時(shí)，正常對(duì)照組比早期PD組激活增強(qiáng)的腦區(qū)有：兩側(cè)初級(jí)軀體感覺區(qū)，兩側(cè)頂后區(qū)，左側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)，左側(cè)扣帶回中部及右側(cè)紋狀體外視覺皮層(BA19)。而早期PD組比正常對(duì)照組激活增強(qiáng)的腦區(qū)有：兩側(cè)前額葉及右側(cè)殼核。 執(zhí)行單純運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，正常對(duì)照組比早期PD組激活增強(qiáng)的腦區(qū)有：左側(cè)扣帶回前部，右側(cè)尾狀核及右側(cè)紋狀體外視覺皮層(BA18，20)。而

9、早期PD組比正常對(duì)照組激活增強(qiáng)的腦區(qū)有：右側(cè)前額葉及右側(cè)丘腦。 在正常對(duì)照組執(zhí)行感覺-運(yùn)動(dòng)整合任務(wù)時(shí)，有一個(gè)廣泛的皮層及皮層下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參與，包括：軀體感覺皮層，頂下小葉，額中回，運(yùn)動(dòng)前區(qū)，紋狀體外視覺皮層和兩側(cè)小腦半球。而PD患者相應(yīng)的功能網(wǎng)絡(luò)主要包括前額葉，運(yùn)動(dòng)前區(qū)和紋狀體外視覺皮層。較之正常對(duì)照組，PD患者組在執(zhí)行感覺到運(yùn)動(dòng)整合任務(wù)時(shí)，紋狀體外視覺皮層有顯著的激活降低，而兩側(cè)前額葉卻顯示出額外激活。 結(jié)論：

10、PD患者和正常人參與感覺、運(yùn)動(dòng)和感覺-運(yùn)動(dòng)整合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是不同的。紋狀體外視覺皮層可能不僅僅處理視覺信息，還是一些多重感覺處理區(qū)域，并在感覺、運(yùn)動(dòng)和感覺-運(yùn)動(dòng)整合過程中擔(dān)任重要角色。在早期PD患者，由于黑質(zhì)紋狀體和皮層下的多巴胺缺失，可能會(huì)導(dǎo)致紋狀體外視覺皮層的激活減弱，為了完成感覺和運(yùn)動(dòng)的信息整合，需借助兩側(cè)前額葉的高級(jí)整合中樞來代償其不足。迄今為止，紋狀體外視覺皮層參與感覺-運(yùn)動(dòng)整合的現(xiàn)象及PD患者此區(qū)域的激活異常還未曾被報(bào)道過，我